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前面几篇讲了ZYNQ7000的启动过程#xff0c;包括BootRom和FSBL的代码逻辑#xff0c;其中关于FSBL代码对启动模式为JTAG被动启动没有进行分析#xff0c;本篇将通过将JTAG的功能和通过Xilinx SDK烧写镜像文件到flash来顺道把FSBL中的JTAG代码部分给讲解下。
1.JTAG
…概述
前面几篇讲了ZYNQ7000的启动过程包括BootRom和FSBL的代码逻辑其中关于FSBL代码对启动模式为JTAG被动启动没有进行分析本篇将通过将JTAG的功能和通过Xilinx SDK烧写镜像文件到flash来顺道把FSBL中的JTAG代码部分给讲解下。
1.JTAG
ZYNQ7000系列SOC通过标准的JTAG(IEEE1149.1)调试接口提供调试访问通道。在内部SOC期间实现了PS端通过DAP(debug access port )控制器实现访问ARM通过标准的TAP(test access port)控制器访问PL端。ARM DAP作为Arm CoreSight调试架构的一部分允许用户利用行业标准的第三方调试工具进行调试。
下图展示了JTAG 的系统框图在BootROM完成后将控制权移交给用户软件(启动FSBL)JTAG链就会自动启用假设引导过程为非安全模式这允许从用户软件入口点进行调试。
1.1 JTAG主要特性
JTAG的主要特性有
1) JTAG 1149.1 支持边界扫描
2) JTAG 1149.1 遵从TAP控制器一个JTAG TAP控制器和一个ARM DAP控制器
3)AMD TAP控制器针对ZYNQ7000系列 唯一的IDCODE
4)支持IEEE1532可编程系统可配置 (in-system-configurable (ISC))设备
包括 eFuse programming BBRAM programming XADC access
5)flash 编程
6)AMD逻辑分析仪调试支持
7)使用ARM DAP控制器访问Arm 片上调试和跟踪(CoreSight) 架构
8)通过DAP-AP端口间接访问PS地址空间
9)使用PS中的MIO或PL中的EMIO进行外部跟踪捕获
我们在这里知道通过JTAG可以直接操作flash和内存即可。 备注eFUSE的全名是Electrically Programmable Read-Only Memory Fuse它是一种电可编程只读存储器。eFUSE是一种用于存储固定信息的存储器它的主要特点是一旦编程后就无法再进行擦除或修改类似于传统的只读存储器ROM的功能。eFUSE熔断保护通常是硬件特性而不是预置的软件特性eFUSE是一种一次性可编程的硬件存储器用于存储固定的数据或配置信息例如设备序列号、密钥、硬件配置等。
2.FSBL 代码JTAG模式
2.1 借助JTAG可以直接访问内存地址的功能仿真器可以直接跳过BootRom对内存直接进行Program来加载ps7_init.tcl或应用至OCM或者DDR。
我们在使用仿真器进行debug时ps7_init.tcl执行FSBL的等效代码并走的JTAG分支而这个分支最终状态只是让处理器进入WFE模式(参见2.2)并在应用程序elf加载到DDR中运行。JTAG模式下处理器是处于挂起状态而控制权是由JTAG控制(这也是为什么JTAG叫从模式的原因因为处理器没有控制权)。红字部分也进行了说明。
2.2 FSBL JTAG模式分支代码
对应的JTAG模式分支我们看FSBL的代码会发现JTAG模式的代码没有什么内容就是调用汇编FsblHandoffJtagExit接口使能cache和mmu就进入WFE休眠了而这正式释放处理器控制权的操作以方便仿真器JTAG控制。 /** JTAG BOOT MODE*/if (BootModeRegister JTAG_MODE) {fsbl_printf(DEBUG_GENERAL,Boot mode is JTAG\r\n);RegVal Xil_In32(XPS_DEV_CFG_APB_BASEADDR XDCFG_INT_STS_OFFSET);/** If bitstream was loaded in jtag boot mode prior to running FSBL */if(RegVal XDCFG_IXR_PCFG_DONE_MASK){
#ifdef PS7_POST_CONFIGps7_post_config();/** Unlock SLCR for SLCR register write*/SlcrUnlock();
#endif}/** Stop the Watchdog before JTAG handoff*/
#ifdef XPAR_XWDTPS_0_BASEADDRXWdtPs_Stop(Watchdog);
#endif/** Clear our mark in reboot status register*/ClearFSBLIn();/** SLCR lock*/SlcrLock();FsblHandoffJtagExit();}
FsblHandoffJtagExit:mcr 15,0,r0,cr7,cr5,0 /* Invalidate Instruction cache */mcr 15,0,r0,cr7,cr5,6 /* Invalidate branch predictor array */dsbisb /* make sure it completes */ldr r4, 0mcr 15,0,r4,cr1,cr0,0 /* disable the ICache and MMU */isb /* make sure it completes */
Loop:wfeb Loop2.2 使用SDK烧写镜像文件
当我们通过SDK烧写镜像文件到flash如果外部启动模式引脚可以进行配置那么我们可以通过配置外部启动引脚电平然后执行上电复位(POR)实现采集启动模式保存到启动模式寄存器进入FSBL的JTAG分支另外如果外部启动模式引脚不方便配置我们也可以直接更改FSBL代码添加BootModeRegister JTAG_MODE代码时BootRom会在启动FSBL后走JTAG分支并通过SDK选择该FSBL代码生成的elf实现代码下载而直接用FSBL代码下载镜像到flash会失败。 我们现在想想这是什么原因这是因为如果FSBL不运行JTAG分支那么JTAG直接加载FSBL代码到OCM会执行nor flash分支而该分支中运行的操作是将flash中的bit文件(暂存)和应用程序搬移到DDR中与我们要进行的将镜像Boot.bin 烧写到 flash冲突导致下载失败。
